В настоящее время углеродные нанотрубки (УНТ) используются в качестве контактов между металлом и другими нанотрубками, между отдельными фрагментами нанотрубок, а так же в качестве чувствительного кончика магнитно-силового микроскопа. Полупроводящие УНТ с металлическим концом являются идеальными при настройке перехода Шотки между УНТ и металлическими контактами. Так же наполнение УНТ металличеcкими материалами создаст хорошую основу при получении наноразмерных кристалличеких металличеких проводов.
В данной работе авторы представляют новую схему получения УНТ с медным концом, заключающуюся в комбинированном использовании частиц Fe и Co в качестве катализаторов в CVD-росте нанотрубок (CVD – chemical vapor deposition). При синтезе УНТ с металличеким материалом с помощью метода CVD получаются многостенные УНТ диаметром от нескольких до 10 нм. Наночастички железа добавлялись для поддержания роста нанотрубок. При этом весь процесс роста происходил прямо в ячейках из нитрида кремния сканирующего электронного микроскопа при температурах от 800 до 900˚С. В каждой ячейке (200 нм пленка SiN) были квадратные отверстия диаметром 2 или 40 мкм.
На рисунке 1 показаны фотографии полученных многостенных УНТ с металлическими кончиками. Типичный пример сферического медного окончания бамбукоподобной многостенной УНТ представлен на рисунке 1(а), сама же "бамбуковая" многостенная УНТ - на рисунке 1(b). На другой фотографии (рисунок 2) крупным планом изображена структура окончания сферической формы многостенной УНТ, при этом четко виден контраст между углеродной и металлической частью нанотрубки. По данным элементного анализа оказалось, что в то время, как большой сферический объект действительно состоит из Cu, пробкообразный сегмент у основания нанотрубки (рисунок 2(b)) содержит только Fe. То же самое можно увидеть и на рисунке 3. Авторы предполагают, что точки соединения образуют форму тюльпана – некоторые «пробки» железа частично перекрывают медные сферы в двух противоположных местах, что указывает на образование пар Cu-Fe вледствии каталитического смешения.
В результате ученые предложили новый метод получения углеродных нанотрубок с металлическими окончаниями.
